地铁车门系统可靠性分析及应用研究

摘要

车门系统作为地铁列车最重要的子系统之一，其工作可靠性对于保障广大乘客的出行安全具有重要意义，因此对地铁车门系统进行可靠性分析，找出车门系统的薄弱环节是一个迫在眉睫的问题。本文在研究车门系统可靠性指标的基础之上，将传统FMECA方法以及两种改进的危害性分析方法运用了到车门系统的可靠性分析中。
　　首先，利用Minitab对地铁车门系统的故障间隔时间数据进行拟合度检验，并利用极大似然估计法与K-S法分别进行参数估计以及假设检验，从而得出了车门系统、EDCU、行程开关S1与螺母组件的故障分布模型，并由故障分布模型确定了车门系统及EDCU、S1、螺母组件的可靠性评价指标。
　　其次，介绍了传统FMECA方法的思想及实施步骤，并将FMECA分别应用到承载导向装置、基础部件、电动控制装置、内外操作装置以及驱动锁闭装置等五个子系统中，分析其中每一个故障模式的故障原因、故障等级以及补偿措施等，并利用危害性矩阵图进行故障模式的危害性分析，从而找出了各子系统中危害性较大的关键故障模式，为车门系统后续改进以及维修决策提供了理论指导。
　　再次，针对传统CA方法中存在的不足，提出了基于模糊证据推理与灰色理论相结合的危害性分析方法以及基于模糊TOPSIS的危害性分析方法共两种改进方法。将两种改进方法分别应用于地铁车门子系统的危害性分析中，通过分别计算灰色关联度与相对贴进度得出了子系统的关键故障模式，利用这两种方法得出的危害性分析结果更具科学性与合理性。
　　最后，在上述研究基础之上，利用Vb、Matlab与Access编制了一套地铁车门系统的FMECA软件，在明确功能需求以及软件分析流程后，最终实现了FMEA、FMEA审核批准、危害性分析以及FMECA表单查询与导出等基本功能，此软件系统可以较大程度地减少可靠性分析人员的工作量，从而提高地铁车门系统FMECA的效率。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 可靠性技术的研究及发展

1．2．2 地铁车辆及车门系统可靠性研究

1．2．3 FMECA的发展及研究现状

1．3 本文研究内容及安排

2 基于故障统计的车门系统可靠性分析

2．1 地铁车门简介

2．1．1 车门系统结构组成

2．1．2 车门系统工作原理

2．2 可靠性指标及故障分布函数

2．2．1 可靠性常用评价指标

2．2．2 常用故障分布模型

2．2．3 故障分布模型确定方法

2．3 地铁车门系统故障分布及可靠性指标

2．3．1 故障数据统计

2．3．2 车门故障分布模型确定

2．3．3 车门评价指标确定

2．4 本章小结

3 车门FMECA研究

3．1 FMECA的基本定义

3．2 FMECA方法实施步骤

3．2．1 故障模式影响分析(FMEA)

3．2．2 危害性分析(CA)

3．3 车门FMECA实例

3．3．1 车门故障等级确定

3．3．2 承载导向装置FMECA

3．3．3 基础部件FMECA

3．3．3 电动控制装置FMECA

3．3．4 内外操作装置FMECA

3．3．5 驱动锁闭装置FMECA

3．4 本章小结

4 基于模糊证据推理与灰色关联理论的车门危害性分析

4．1 模糊证据推理

4．2 灰色关联理论

4．3 地铁车门系统危害性分析

4．3．1 承载导向装置危害性分析

4．3．2 基础部件危害性分析

4．3．3 电动控制装置危害性分析

4．4 本章小结

5 基于模糊TOPSIS的地铁车门危害性分析

5．1 模糊TOPSIS方法原理

5．2 地铁车门危害性分析

5．2．1 驱动锁闭装置危害性分析

5．2．2 内外操作装置危害性分析

5．3 本章小结

6 FMECA系统的设计与实现

6．1 系统开发环境与工具简介

6．2 系统设计

6．2．1 功能需求分析

6．2．2 总体设计及分析流程

6．3 地铁车门FMECA系统的软件实现

6．3．1 系统登录界面

6．3．2 FMEA功能

6．3．3 危害性分析功能

6．3．4 查询与导出功能

6．4 本章小结

7 结论

7．1 全文总结

7．2 研究展望

致谢

参考文献

附录